资源简介

(共38张PPT)
第6单元 第2课
电子围栏与红外传感器
（湘科2024版）六年级
下
1
核心素养目标
3
活动目标
5
练习提升
7
拓展延伸
2
新知导入
4
新知讲解
6
开拓视野
活动日志
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
探讨技术应用的伦理边界（如电击围栏的安全性、红外监控的隐私问题），形成“技术设计需以人为本”的责任意识。
动手搭建电子围栏模型，尝试改进传感器布局或增加警示灯光，对比牧场电击围栏，提出校园安防的优化方案。
分解电子围栏“检测-判断-报警”流程，用条件判断编写红外传感器与蜂鸣器的联动程序，调试解决误报、漏报等实际问题。
理解红外线在安防、农业中的作用，联系生活实例，感知不可见光技术的实际价值，激发对传感器应用的探索兴趣。
02
新知导入
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
围栏为饲养动物提供了一个相对自由和安全的生存与生长环境，保护了它们的安全。电子围栏利用电子信号对边界区域进行监测和管控，实现智能控制、预警和报警，有效提高了动物生存空间的安全性。
02
新知导入
未来的农场是不是都是全自动的？
虽然不能说完全不用人管，但未来的农场确实会越来越智能化。比如，有自动灌溉系统、无人机巡视农田、采摘机器人等。牧场电子围栏也是其中的一种应用。
02
新知导入
思考
动物警报装置，对饲养场有何具体益处？
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
饲养场采用此装置，能实时掌握动物动态，有效预防逃跑与外来伤害，确保饲养安全无忧；同时，快速报警系统提升响应速度，优化管理流程，为饲养场带来更加高效与有序的运营环境。
02
新知导入
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
饲养场迎来智能化革新，动物警报装置成为新宠，它不仅实时提醒动物活动，预防逃跑与伤害，更以高效管理，为饲养场带来前所未有的安全与秩序。
饲养场智能化升级，动物警报装置成为得力帮手，它实时监测动物动态，预防潜在风险。
02
新知导入
03
活动目标
了解红外传感器基本原理。
理解电子围栏模型基本控制原理。
04
新知讲解
一、认识红外传感器
为了实现对饲养场地边界的监测和管控，防止外来动物入侵，电子围栏应该具有以下基本功能：
（1）当探测到有动物靠近时会报警；
（2）当有动物穿越围栏时会报警。
电子围栏的基本功能
04
新知讲解
红外线是众多不可见光线中的一种，有温度的物体都会产生红外线虽然人眼无法看见红外线，但使用仪器或传感器可以探测到红外线。红外线被广泛应用于探测、遥控、热成像夜视仪等领域，例如家用电器的遥控器。
04
新知讲解
红外接近传感器的基本工作原理是物体能将照射到其表面的红外光线反射回去，当物体进入传感器前方的感应范围时，传感器发射的红外线被物体反射回来，传感器接收到反射红外线后，产生控制输出信号；物体离开感应范围后解除输出信号。
红外接近传感器
04
新知讲解
红外接近传感器广泛应用于智能家居、智能检测、智能控制、机器人障碍识别等。
探究实践
红外对射传感器
设计使用红外接近传感器搭建动物靠警报警模型，画出控制示意图。
04
新知讲解
探究实践
红外对射传感器
红外对射传感器具有一对分离的红外线发射管与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，接收管接收红外线信号。当两者之间有障碍物时红外线被阻隔，接收管接收不到信号，产生报警信号。
04
新知讲解
信息链接
红外光栅由多对红外对射传感器按一定距离排列组成。发射端可发出多条平行的红外光束，当有物体遮挡一条或多条光束时，接收端接收不到完整的光束信号，便会触发报警。红外光栅广泛应用于安防领域。例如，家庭、工厂、仓库、学校等场所的周界防范，可及时发现非法入侵；在电梯门保护中，能防止夹人夹物等事故的发生。
04
新知讲解
04
新知讲解
二、体验电子围栏模型制作
以红外对射传感器作为输入设备，主控板作为控制器，主控板集成的蜂鸣器作为输出设备，设计电子围栏模型。
电子围栏模型制作
探究实践
制作电子围栏系统模型
实验目的：制作电子围栏系统模型。
04
新知讲解
探究实践
制作电子围栏系统模型
实验设计：利用红外传感器搭建检测区域，当区域内有物体穿越时，控制蜂鸣器发出声音警报，模拟电子围栏报警功能。
04
新知讲解
探究实践
制作电子围栏系统模型
实验准备：主控板、扩展板、红外对射传感器模块和编程计算机。
04
新知讲解
探究实践
制作电子围栏系统模型
实验过程：1、硬件搭建。将主控板插入扩展板，通过连接线将红外对射传感器接收端连接到P0口，将红外对射传感器接收端连接到P1口。
04
新知讲解
探究实践
制作电子围栏系统模型
实验过程：2、编写程序。
04
新知讲解
探究实践
制作电子围栏系统模型
实验过程：3、运行调试。将程序上传至主控板，检查当有障碍物穿越电子围栏时是否能发出示警声音以及显示相关文字。
04
新知讲解
05
练习提升
1.描述红外传感器的基本原理！
红外传感器会发射一种人眼看不见的红外线，当有物体靠近时，红外线会被反射回来，传感器里的接收部分检测到反射光，就会发出信号。比如电子围栏用这个原理，一有动物靠近就触发报警啦！
05
练习提升
2.红外对射传感器还可以用于家居安防、校园安保等，请设计一个类似的方案，并画出模型设计图。
06
开拓视野
牧场电子围栏
牧场电子围栏是一种先进的畜牧业管理设备，通常由通电线缆、绝缘子控制器和报警器等组成。从外观上看，围栏线缆沿着牧场边界埋设或悬挂形成一道无形的屏障。
06
开拓视野
牧场电子围栏
其工作原理基于电击效应，当动物触碰线缆时，会受到轻微电击，从而难以逃逸。这种围栏不仅环保节能，还大大提高了牧场管理的经济性和效率。此外，牧场电子围栏在保护动物、防止野生动物入侵等方面也具有重要的应用价值。
07
拓展延伸
自动化农场中的科技应用
农田里的“智能大脑”：
中央电脑分析天气和土壤数据，自动安排浇水施肥时间，让农作物“按时吃饭”。
会说话的传感器：
土壤湿度传感器发现干旱时，会“打电话”给灌溉系统：“土壤渴了，快浇300升水！”。
07
拓展延伸
自动化农场中的科技应用
空中巡逻小帮手：
无人机带着摄像头巡视农田，既能拍下生病的庄稼照片，又能精准喷洒农药，比人工快5倍。
机器人摘果子冠军：
采摘机器人用摄像头识别成熟水果，机械手轻轻一抓，1分钟能摘60个苹果，还不怕累！
07
拓展延伸
自动化农场中的科技应用
电子围栏护菜园：
当野猪靠近菜地时，红外传感器立刻闪红灯、响警报，吓得动物们转身逃跑。
太阳能的秘密供电：
农场屋顶的太阳能板白天吸收阳光发电，晚上还能给自动灌溉系统充电，就像“吃阳光的电池”。
07
活动日志
活动日志 班级：XX 姓名：XX
活动名称 电子围栏与红外传感器
活动环节 1口认识红外传感器 2口体验电子围栏模型制作
（在对应环节画V）
活动完成内容 尝试设计制作电子围栏模型
活动完成度 口口口口口口口口口(100%)
活动小结 问题与反思：语法错误、编辑错误。
改进的方法：加强的理解。
08
板书设计
电子围栏与红外传感器
1.进行新知引入
2.认识红外传感器
3.体验电子围栏模型制作
4.完成课堂练习
5.进行知识拓展
09
课后作业
01
根据本课内容，尝试制作红外传感报警器。
09
课后作业
02
学完本节课，尝试制作电子围栏模型。
09
课后作业
1、红外线属于哪种类型的光？（ ）
A. 不可见光 B. 可见光 C. 紫外线 D. X光
2、电子围栏实验中，蜂鸣器连接主控板的哪个接口？（ ）
A. P1口 B. P2口 C. P0口 D. P3口
3、红外对射传感器报警的条件是什么？（ ）
A. 温度升高 B. 中间有物体阻挡 C. 听到声音 D. 光线变亮
4、下列哪个场景适合用红外光栅？（ ）
A. 教室照明 B. 手机充电 C. 听音乐 D. 防止小偷翻墙
5、牧场电子围栏通过什么方式阻止动物逃跑？（ ）
A. 轻微电击 B. 大声警报 C. 喷水 D. 撒网
A
C
D
A
B
09
课后作业
6、简单说明红外接近传感器的工作原理。
7、所有传感器都需要用眼睛看到物体才能工作。（ ）
8、无人机在农田里只能拍照，不能喷洒农药。（ ）
9、主控板是用来控制整个电子围栏系统的核心部件。（ ）
红外接近传感器会发射人眼看不见的红外线，当有物体靠近时，红外线会被反射回传感器的接收部分。接收管检测到反射光后，就会向主控板发送信号，触发报警装置，比如让蜂鸣器响起来。
错
错
对
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